(57)【要約】【課題】基地局と複数の中継局を有線、複数の中継局と移動局を無線で接続する移動体通信装置において、無線回線における信号の干渉を抑制し、通信品質を向上させる。【解決手段】各中継局が移動局から受信する信号強度を電力判定部１４２によって測定し、その結果に応じて、増幅率制御部１４６が増幅器１４８の利得を制御し、移動局に最寄りの中継局からは送信強度を強く、その他の移動局からは弱くする。【選択図】      図３
2007124107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央局と複数台設置された路側局とから成り、路側局を介して、移動局が中央局との間で通信を行う移動体通信システムの装置であり、少なくとも移動局と路側局との間の通信を無線回線を介して行う通信装置であって
路側局において移動局から受信した無線信号の強度を測定する信号強度測定手段と、
測定された強度を路側局相互に比較する信号強度比較手段と、
比較結果に基づいて、路側局から移動局へ向けて送信する無線信号の強度を路側局ごとに制御する送信信号強度制御手段とを備え、
前記送信信号強度制御手段が、前記比較の結果いずれの路側局において最大の受信信号強度が得られたかを特定し、最大の受信信号強度を得た路側局に隣接する路側局から移動局へ向けて送信する無線信号の強度を、最大の受信信号強度を得た路側局から移動局へ向けて送信する無線信号の強度よりも小さくすることを特徴とする、移動体通信システムの通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の路側通信装置であって、最大の受信信号強度を得た路側局にも、最大の受信信号強度を得た路側局に隣接する路側局にも該当しない路側局から移動局へ向けて送信する無線信号の強度を、最大の受信信号強度を得た路側局に隣接する路側局から移動局へ向けて送信する無線信号の強度を、少なくとも上回らないようにすることを特徴とする、移動体通信システムの通信装置。
【請求項３】
請求項１もしくは２に記載の路側通信装置であって、路側局と中央局との間の通信を有線回線を介して行うことを特徴とする、移動体通信システムの通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信に関し、特に移動体の経路に沿って設置された中継局から移動体に搭載された移動局へ向けて信号を送信する装置において、複数の中継局から送信される信号どうしの干渉に起因する悪影響を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下掲の特許文献に示すような移動体通信システムが、知られている。当該文献に開示されたシステムは、たとえば同文献の図１に示されるように、無線中継制御装置３が光ファイバ４を介して複数の無線中継装置５と接続され、さらに無線中継装置５は無線回線を介して通信エリア６内の無線端末装置７と通信可能になっている。このような構成によって、無線装置２が、無線中継制御装置３ならびに無線中継装置５を介して、無線端末装置７との間で通信を行うものである。このとき、ひとつの通信エリア６の範囲が無線端末装置７の移動範囲を超えていても、通信エリア６が複数設けられており、無線端末装置７がいずれかの通信エリア６の範囲内に位置していれば、通信は可能である。
【特許文献１】特開２００１−２４４８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、複数の中継局とひとつの移動局の間で空中線を介して通信を行う場合、特に通信中に移動局の移動に伴って、通信の連続性を担保しつつ中継局が切り替わるような場合には、中継局から送信された電波が所定以上の強度で到達するような範囲（以下、本実施例においては、このような範囲を『セル』と略称する）を、地理的に重複させることが望まれる。このようなセルの重複領域に移動局が存在する状態では、とくに中継局から移動局へ向けて送信される信号が、受信側である移動局で干渉を引き起こすことがある。干渉の起こり方は、通信方式によって種々異なるが、干渉に起因する影響としては、たとえばアナログ音声通信ならば明瞭度の低下、ディジタル通信ならばエラーの増加などが、挙げられる。
【０００４】
この場合、個別の中継局から送信された空中線信号を、受信側の移動局で判別できれば、移動局では最大の強度で受信した信号だけを利用することで、干渉の悪影響を抑制することは可能である。しかし、複数の中継局から同程度の強度の信号を受信した場合には、この手法だけでは充分でない。たとえば、移動局が地理的に複数の中継局の中間付近に位置する場合などが、これに該当する。
【０００５】
このような悪影響を排除するためには、干渉が起こり易い位置に移動局が到達したときに、中継局からの送信状態を積極的に変化させて、干渉の影響を少なくすることが、きわめて効果的であり、そのような状況を実現する手段が、望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する目的で、本発明においては、
移動局から中継局へ向けられた空中線電力を計測して、計測された空中線電力を各中継局間で比較する電力判定部と、
比較結果に基づいて、最大の空中線電力を得た中継局からの空中線送信電力を最大とし、当該中継局に隣接する中継局からの空中線送信電力を中程度とし、いずれにも該当しない中継局からの送信電力を最小とする増幅率制御部とを、それぞれ設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
中継局から送信する空中線電力を、移動局の位置に応じて適宜変化させることにより、複数の中継局から移動局に到達する空中線電力が等しくなる状況を回避して、移動局における干渉の影響を低減することが、可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
中継局において移動局から受信した信号の強度を電力判定部で計測し、計測結果に応じて中継局から移動局へ送信する信号の強度を、移動局に最寄りの中継局で最大に、その他の中継局では小さくなるように、増幅器を制御する。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施例のシステムの構成を示す。図１において、１１は移動局、１２は軌道、１３ａないし１３ｃは中継局、１４は中央局、１５ａないし１５ｃは光ファイバである。
移動局１１は、軌道１２上を移動しながら、中央局１４との間で、中継局１３ａないし１３ｃのうちいずれかを介して通信を行う。移動局１１と中継局１３ａないし１３ｃとの間は、図示しない無線通信回線によって適宜接続される。中継局１３ａないし１３ｃと中央局１４との間は、それぞれ光ファイバ１５ａないし１５ｃによって接続されている。
移動局１１から送信された信号は、無線通信回線を介して最寄りの中継局に到達し、さらに有線通信回線を介して中央局１４によって受信される。逆方向の通信においても、同様である。
【００１０】
また、各中継局に対してセル１６ａないし１６ｃが定まっている。このセルとは、移動局１１とそれぞれの中継局との間で通信を行うことが可能な、地理的範囲のことである。このセル１６ａないし１６ｃの内部に移動局１１が位置するとき、移動局１１は、自身が存在するセルに対応する中継局との間で、通信を行う。たとえば移動局１１がセル１６ａの内部に位置するとき、移動局１１は中継局１３ａとの間で通信を行う。図に示したごとく、各セル１６ａないし１６ｃが一部重複しつつ軌道全体を連続的に覆うように、中継局１３ａないし１３ｃが配置されている。ただし本実施例においては、中継局の送信電力の抑制に伴って、セルの大きさが縮小することがある。この送信電力の抑制とセルの縮小の詳細については、後述する。
【００１１】
図２に、中継局１３の構成の詳細を示す。図２において、１３１は周波数変換部、１３２は電気・光変換器、１３３は光・電気変換器、１３４は周波数変換部である。
周波数変換部１３１は、無線受信機能を備えており、移動局１１から無線回線を介して受信した信号を、電気・光変換器１３２に伝達する。また、周波数変換部１３４は、無線送信機能を備えており、光・電気変換器１３３から受信した信号を、無線回線を介して移動局１１に向けて送信する。
また、電気・光変換器１３２ならびに光・電気変換器１３３は、それぞれ光ファイバ１５に接続されている。
【００１２】
周波数変換部１３１は、移動局１１から電波に載せられた信号を受信して、この信号の搬送波周波数を、ＲＦ帯からＩＦ帯に変換する。その後、当該信号は電気・光変換器１３２においてアナログのままＩＦ帯の光信号に変換され、光ファイバ１５を介して中央局１４に送られる。
一方、中央局１４から光ファイバ１５を介して送られてきたアナログのＩＦ帯の光信号は、光・電気変換器１３３においてＩＦ帯の電気信号に変換され、周波数変換部１３４において搬送周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換して、電波に載せて移動局１１へ向けて送信する。
【００１３】
図３に、中央局１４の構成の詳細を示す。図２において、１４１は光・電気変換器、１４２は電力判定部、１４３は合波器、１４４は中間周波数の変復調部、１４５はベースバンド変復調部、１４６は増幅率制御部、１４７は分波器、１４８は増幅器、１４９は電気・光変換器である。この図２において、光・電気変換器１４１、電力判定部１４２、増幅器１４８、電気・光変換器１４９は、それぞれ３台ずつ設けられているが、これらはすべて同じものが３組設けられた構成であり、それぞれ別の光ファイバ１５を介して、個別の中継局１３に接続されている。ただし構成上ならびに機能上は、これら３組の構成要件は同じであるため、図３においては、参照符号では特に区別しない。
【００１４】
また、光・電気変換器１４１ならびに電気・光変換器１４９は、それぞれ光ファイバ１５に接続されている。
中継局１３から光ファイバ１５を介して送られてきた信号は、光・電気変換器１４１において電気信号に変換され、電力判定部１４２において信号強度を判定される。ここで、電力判定部１４２において判定される信号強度は、中継局１３において受信した移動局１１からの信号の強度を反映したものであり、この強度は中継局１３と移動局１１との距離に依存するものである。
【００１５】
信号は、電力判定部１４２から合波器１４３に送られて合波されたあと、中間周波数の変復調部１４４において中間周波数復調され、さらにベースバンド変復調部１４５においてさらにベースバンド復調されて出力される。
【００１６】
一方、電力判定部１４２においては、上記の信号の他、前記の信号強度を示す強度信号が作成される。ここで作成される強度信号は、受信信号の強度をいくつかの段階に分けて示すものである。この強度信号は、増幅率制御部１４６に送られる。
増幅率制御部１４６では、各電力判定部１４２から送られてきた強度信号を基に、各電力判定部１４２のうちで、どの電力判定部が相対的に最大強度の信号を受信したかを、判断する。さらに、最大強度の信号を受信した電力判定部に接続された中継局１３（以下、説明の簡便のために『最大強度中継局』と称する）を特定し、加えてこの中継局１３に、図１に示す如く地理的に隣接する中継局１３（以下、説明の簡便のために『隣接中継局』と称する）を特定する。
【００１７】
その後、増幅率制御部１４６では、最大強度中継局に接続された増幅器１４８の増幅率を『大』に、隣接中継局に接続された増幅器１４８の増幅率を『中』に、これらいずれにも該当しない中継局に接続された増幅器１４８の増幅率を『小』に、それぞれ設定する。
その後、移動局へ向けて送信されるべき信号が、ベースバンド変復調部１４５ならびに中間周波数変復調部１４４において変調され、分波器１４７において各中継局向けに分波され、中継局１３の個数分の、同じ内容を持った信号に分波される。その後、分波されたそれぞれの信号は、個別の増幅器１４８ごとに設定された増幅率に従って増幅され、さらに電気・光変換器１４９においてアナログ信号のまま光信号に変換されて、光ファイバ１５を介して中継局１３に伝達される。
【００１８】
図４以降の図面を用いて、本実施例のシステムの動作について説明する。図４以降の各図において、各参照符号は、図３までの図において説明した構成要件と同じものを示す。
図４に示すように、移動局１１が、隣接するセルが重なり合う領域の付近を移動しながら通信する状況を想定する。ここでは、移動局１１がセル１６ａからセル１６ｂへ移動しつつある状況を想定する。
【００１９】
ここで、移動局１１からパイロットシンボル信号を送信する。
図４において、移動局１１から送信されたパイロットシンボル信号は、無線通信回線を介して、中継局１３ａならびに１３ｂによって受信される。そこで、両方の中継局において、電力判定部１４２が移動局１１から受信したパイロットシンボル信号の強度を検出する。この段階では、移動局１１は中継局１３ａ寄りに位置しており、そのため、中継局１３ａでの受信信号強度が、中継局１３ｂでの受信信号強度よりも高い。この検出結果は、増幅率制御部１４６に送られる。増幅率制御部１４６では、送られてきた中継局ごとの受信強度情報を比較する。ここでは前述の通り、中継局１３ａでの受信強度が、中継局１３ｂでの受信強度よりも高い。そこで増幅率制御部１４６では、受信強度の情報を基に、中継局１３ａが移動局１１に最も近い最大強度中継局であり、中継局１３ｂが最大強度中継局である中継局１３ａに隣接する隣接中継局である、と判断する。
【００２０】
この判断結果に基づいて、増幅率制御部１４６では、中継局１３からの送信信号強度を、移動局１１から最寄りの中継局１３ａにおいては最大とし、その他の局である中継局１３ｂにおいては中程度と定める。この送信信号強度の情報は、増幅器１４８へ送られ、増幅器１４８において個別に増幅率が設定される。その結果、中継局１３ａならびに１３ｂから移動局１１へ送信される信号の強度が、送信強度信号に従って制御される。この結果、セル１６ａの面積は最大となり、セル１６ｂの面積は中程度に抑制される。
【００２１】
その後、図５に示すように、移動局１１が中継局１３ａと中継局１３ｂとの中間位置を通過し、中継局１３ｂ寄りに移動する。このときに、前述の時点と同様に、移動局１１からパイロットシンボル信号を送信し、このパイロットシンボル信号の強度を、両方の中継局において電力判定部１４２が検出する。この検出結果は、強度情報の信号に反映され、増幅率制御部１４６に送られる。
ここで、増幅率制御部１４６では、電力判定部１４２から送られてきた中継局ごとの受信強度情報を比較する。
【００２２】
この時点では、移動局１１は中継局１３ａよりも中継局１３ｂに近い位置まで移動しているため、パイロットシンボル信号の受信強度は、中継局１３ａよりも中継局１３ｂにおいて強くなっており、増幅率制御部１４６での比較結果も、この関係を反映したものとなる。この判断結果に基づいて、増幅率制御部１４６では、中継局１３からの送信信号強度を、最大強度中継局である中継局１３ｂにおいては最大とし、隣接中継局である中継局１３ａならびに中継局１３ｃにおいては中程度と定める。この送信信号強度の情報は、増幅器１４８へ送られ、増幅器１４８において個別に増幅率が設定される。その結果、中継局１３ａならびに１３ｂから移動局１１へ送信される信号の強度が、送信強度信号に従って制御される。この結果、セル１６ｂの面積は最大となり、セル１６ａの面積は中程度に抑制される。
【００２３】
この結果、セル１６ａとセル１６ｂとの相対的な大小関係は逆転し、移動局１１は縮小されたセル１６ａの範囲から外れて、拡大されたセル１６ｂの範囲だけの内部に位置することになる。
このようにして、移動局１１の移動に伴い、移動局１１がパイロットシンボル信号を送信する度に、各中継局においてパイロットシンボル信号の受信強度を測定して、中央局において受信強度を相互に比較し、比較結果に基づいて中継局からの送信強度を中央局が制御する。
【００２４】
このようにすることで、各中継局からの送信強度は、移動局から最寄りの中継局からの送信強度だけが常に最大となり、最寄りの中継局に隣接する中継局からの送信強度は、中程度に抑制されることになる。
また、このときに、移動局から離れた位置に在る上記以外の中継局、すなわち移動局から最寄りの中継局にも、移動局から最寄りの中継局に隣接する中継局にも該当しない中継局からの送信強度については、同じく中央局からの制御により、隣接する中継局からの送信強度よりもさらに小さい小程度の強度にしておくようにしておくことで、さらに干渉抑制効果を期待できる。たとえば図６に示すように、移動局１１が中継局１５ｃの付近まで移動したときには、中継局１５ａは、最大強度中継局にも隣接中継局にも該当しない。このときに、路側局１５ａからの送信強度を、小程度にしている。
【００２５】
上記実施例においては、移動局１１が１台存在する場合について説明したが、軌道１２上を複数の移動局１１が並行して移動する場合には、本実施例の技術思想を用いて、各移動局１１に最寄りの複数の中継局を最大強度中継局とするような制御も、当然に考えられる。本発明は、そのような変形例を発明の範囲から排除するものではない。また、本実施例では、移動局１１からの受信電力の判定においてパイロット信号を用いた例について説明したが、変調方式によってはパイロット信号を用いずに受信電力を判定することも可能である。同様にパイロット信号を用いない場合についても発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、特に中央局と移動局とが複数の中継局を介して通信を行る形式の移動体通信システム、特に複数の中継局が同じ信号を並列に送信するようなシステムにおいて、有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の移動体通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】中継局の構成を示す説明図である。
【図３】中央局の構成を示す説明図である。
【図４】中継局からの送信強度の制御の過程を示す説明図である。
【図５】中継局からの送信強度の制御の過程を示す説明図である。
【図６】中継局からの送信強度の制御の過程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１    移動局
１３ａ  中継局
１３ｂ  中継局
１３ｃ  中継局
１４    中央局
１５ａ  光ファイバ
１５ｂ  光ファイバ
１５ｃ  光ファイバ
１６ａ  セル
１６ｂ  セル
１６ｃ  セル
１３１  周波数変換部
１３２  電気・光変換器
１３３  光・電気変換器
１３４  周波数変換部
１４１  光・電気変換器
１４２  電力判定部
１４３  合波器
１４４  中間周波変復調部
１４５  ベースバンド変復調部
１４６  増幅率制御部
１４７  分波器
１４８  増幅器
１４９  電気・光変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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